前言： 微量金屬檢測對于確保加工動(dòng)物飼料的質(zhì)量和安全性非常重要。通常，制造商對原 料進(jìn)行分析，對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控，并對最終產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量保證/質(zhì)量控制 (QA/QC) 測試。如果最終產(chǎn)品不符合微量金屬規(guī)格，則需要通過進(jìn)一步檢測確定污染源。 本應(yīng)用旨在滿足測定動(dòng)物飼料產(chǎn)品中痕量元素的市場需求。AOAC International 985.01 標(biāo)準(zhǔn)“Metals and Other Metals in Plants and Pet Foods”（《植物和寵物食品 中的金屬及其他金屬》）[3] 中規(guī)定了用于測定硼、鈣、銅、鉀、鎂、錳、磷和鋅的典 型儀器參數(shù)。在適用的情況下，使用 AOAC 方法的建議。 在本研究中，使用配備 AVS 7 的 Agilent 5110 VDV ICP-OES 對五種動(dòng)物飼料有證標(biāo) 準(zhǔn)物質(zhì) (CRM) 中的 23 種元素進(jìn)行測定。

實(shí)驗(yàn)部分：儀器Agilent 5110  垂直雙向觀測 (VDV) 配備可選的 AVS 7 切換閥。 5110 系統(tǒng)使用易安裝炬管，該炬管一旦插入，將自動(dòng)與儀器 的光學(xué)元件對齊并自動(dòng)連接所有氣體。此炬管消除了設(shè)置儀器 時(shí)不同操作人員引起的人為誤差，可實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)。質(zhì)量流量 控制器用于所有炬管氣體，在相當(dāng)長的時(shí)間里具有出色的等離 子體穩(wěn)定性，并且可以帶來可重現(xiàn)的結(jié)果。 *集成的 AVS 7 切換閥采用二位七通閥和高速正排量泵 (PDP)，可快速填充樣品定量環(huán)。通過分析過程中精準(zhǔn)氣泡注 入控制，這種 AVS 能夠有效縮短樣品提升、穩(wěn)定時(shí)間和清洗 延時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)高精度的分析。與其他閥系統(tǒng)上的典型真空 泵相比，PDP 可靠性更高，所需的維護(hù)更少。AVS 7 *集成 于 ICP-OES硬件中，并可通過 Agilent ICP Expert 軟件進(jìn)行控 制，因此易于設(shè)置和操作。閥系統(tǒng)自動(dòng)將樣品輸送至霧化器。 每個(gè)樣品的分析時(shí)間和氬氣消耗量列于表 1 中（15 次分析的 平均時(shí)間）。在計(jì)算氬氣消耗量時(shí)，考慮到流入儀器的所有氣 流，以確保準(zhǔn)確計(jì)算氬氣消耗量。其中考慮到使用氣體的所有 光學(xué)元件吹掃和冷卻功能。

在方法開發(fā)過程中，選擇合適的應(yīng)用參數(shù)和觀測模式以實(shí)現(xiàn)最 佳性能。表 2 概述了本研究中分析的所有元素的波長、所選 背景校正和觀測模式以及相應(yīng)的內(nèi)標(biāo)。對常量元素進(jìn)行徑向分 析，而對痕量元素進(jìn)行軸向分析。AOAC 985.01 方法提出了 一些元素的典型儀器參數(shù)。方法中考慮到了這些建議。而對 硼、鈣、銅、鎂和鋅選擇替代波長，以大程度擴(kuò)展線性動(dòng)態(tài) 范圍。利用釔和鉍作為內(nèi)標(biāo)，兩者濃度均為 10 mg/L。使用釔校正離 子態(tài)波長，而使用鉍校正原子態(tài)波長。一些例外是由于易電 離元素 (EIE) 對離子發(fā)射譜線的影響，其中 Bi 被證明是更合適 的內(nèi)標(biāo)。采用這種方法是因?yàn)?EIE（特別是鉀和鈣）能夠增強(qiáng) 軟分析譜線的信號，例如銅 327.395 nm 和鉍 223.061 nm。 鉍能夠很好地校正這種增強(qiáng)效應(yīng)，因?yàn)樗诘入x子體中的反 應(yīng)類似。

表 3 概述了 5110 VDV ICP-OES 儀器參數(shù)，表 4 概述了用于本 應(yīng)用的 AVS 7 參數(shù)。對等離子體參數(shù)進(jìn)行調(diào)整以獲得較低背景 的信號，并提高某些元素的強(qiáng)度。為降低 EIE 的效應(yīng)，將觀測 高度設(shè)置為 14 mm，從而能夠在等離子體的低溫區(qū)域中進(jìn)行 測量。

將自動(dòng)化擬合背景校正 (FBC) 和快速自動(dòng)曲線擬合技術(shù) (FACT) 建模技術(shù)結(jié)合使用來進(jìn)行背景校正。擬合背景校正示 例如圖 1 所示。FBC 無需用戶手動(dòng)確定離峰背景校正點(diǎn)，簡 化了方法開發(fā)過程[4]。

對所有元素均使用線性校準(zhǔn)曲線。所有元素均表現(xiàn)出高于 0.99936 的優(yōu)異的相關(guān)系數(shù)（表 5）。圖 3 顯示了 Al 396.152 nm 的代表性校準(zhǔn)曲線。

標(biāo)樣和樣品前處理 由安捷倫 ICP-OES 單元素校準(zhǔn)標(biāo)樣制得各種濃度的工作標(biāo) 樣。標(biāo)準(zhǔn)溶液和 QC 溶液通過使用不同濃度的硝酸和鹽酸 (Emsure, Merck) 消解樣品并使用 18.2 MΩ Millipore 水稀釋配 制而成（表 6）。將溶液分成三組以大程度減小任何化學(xué)品 不相容性，例如，鋇和硫存在于同一溶液中時(shí)可能形成硫酸鋇 沉淀。 利用四種 CRM 對方法進(jìn)行驗(yàn)證：BCR-708 奶牛飼料（IRMM， 比利時(shí)）；IAEA-359 卷心菜（國際原子能機(jī)構(gòu)，奧地利）； IPE-148 苜蓿（WEPAL，荷蘭）；SOWW-1 軟冬麥（NRCC， 加拿大）。利用 BRAN-1 玉米麩（NRCC，加拿大）作為 CRM 進(jìn)行加標(biāo)回收率測試。由于用于驗(yàn)證應(yīng)用的 CRM 中的元素濃 度，以及為充分利用 5110 ICP-OES 的線性動(dòng)態(tài)范圍，校準(zhǔn)范 圍通常超出 AOAC 985.01 中建議的范圍。 稱取約 0.5 g 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)至可密封的 PTFE 試管中，然后加入 2 mL 濃 HNO3 和 2 mL 濃 HCl 來配制用于微波消解 (CEM) 的 CRM。根 據(jù)表 7 中提供的條件對每個(gè)樣品進(jìn)行消解。用 18.2 MΩ Millipore 水將樣品稀釋至 50 mL。AOAC 985.01 建議采用干灰化程序進(jìn) 行樣品前處理。但是，由于干灰化可能造成揮發(fā)性金屬損失， 因此使用簡便易用的微波消解法進(jìn)行樣品前處理。

結(jié)果與討論 MDL 和 LOQ 通過分析各種空白樣品并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差來測定檢測限。三天 內(nèi)在兩臺儀器上對空白進(jìn)行分析，通過 60 個(gè)方法空白樣品結(jié) 果來測定方法檢測限 (MDL)（空白的 3σ）。還對各種元素的定 量限 (LOQ)（空白的 10σ）進(jìn)行計(jì)算。表 9 列出的數(shù)據(jù)基于樣 品前處理（將 0.50 g 樣品配制成最終體積 50 mL）程序計(jì)算 得到。加標(biāo)回收率測試 對消解的玉米麩 BRAN-1 CRM 樣品加標(biāo)低濃度的每種分析 物，以測定元素的回收率。如表 10 所示，所有回收率均在預(yù) 期濃度的 ±10% 以內(nèi)。

結(jié)論：使用配備高級閥系統(tǒng)的 Agilent 5110 ICP-OES，能夠在動(dòng)物飼 料產(chǎn)品痕量元素的常規(guī)測量中獲得優(yōu)異的準(zhǔn)確度和精密度。 AVS 7 可提高分析效率并保持優(yōu)異的精度。成本較低的垂直雙 向觀測配置儀器能夠準(zhǔn)確測量高濃度的 EIE 以及具有較低濃度 的其他金屬。 5110 ICP-OES 方法具有以下優(yōu)勢： – FACT 校正可用于高度復(fù)雜的背景結(jié)構(gòu)，且用戶友好的校 正可消除光譜干擾 – 擬合背景校正技術(shù)簡單易用，為復(fù)雜背景提供了優(yōu)異的校正 – 在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)獲得穩(wěn)定的結(jié)果，大程度減少重新校 準(zhǔn)工作并大程度提高樣品通量 – 可獲得準(zhǔn)確、精密的結(jié)果，同時(shí)保持較低的運(yùn)行成本，其 中樣品分析時(shí)間為 64 s，每個(gè)樣品的氬氣消耗量為 24 L 如果需要更高的分析效率，則可以在同步垂直雙向觀測儀器上 高效運(yùn)行相同的分析方法。5110 SVDV ICP-OES 可在最短的 時(shí)間內(nèi)提供準(zhǔn)確的結(jié)果。 – SVDV 方法具有與 VDV 方法相同的準(zhǔn)確度，且六小時(shí)內(nèi)的 樣品通量提高了近 34% – SVDV 能夠使每個(gè)樣品分析的氬氣用量減少約 25%，從而 降低運(yùn)行成本